Resolução de Mistura Racêmica
Mistura racêmica é uma mistura entre partes iguais de dois enantiômeros.
Como os dois estão em partes iguais e têm as mesmas características físicas do que o outro, essa mistura não possui atividade óptica, pois as moléculas dextrógiras da mistura desviam a luz na mesma proporção que as moléculas levógiras do enantiômero.
(Giram a luz polarizada na mesma proporção, mas para sentidos opostos.)
Também por possuírem as mesmas propriedades físicas esses compostos não podem ser separados por técnicas comuns de separação de misturas como destilação e cristalização fracionada.
Enantiômeros têm:
- Mesmo ponto de fusão.
- Mesmo ponto de ebulição.
- Solubilidade igual nos mesmos solventes.
Então para separá-los (fazer a resolução da mistura) é necessário o uso de uma técnica elaborada primeiramente por Pasteur que utiliza uma reação com reagente opticamente ativo, gerando dois diastereisômeros, que poderão então ser separados por técnicas de cristalização por possuírem propriedades diferentes, principalmente diferença de solubilidade.
(depois de Pasteur ter descoberto a atividade óptica de certas partículas e a existência de enantiômeros, além dessa resolução através da criação de diastereoisômeros que será descrita, outros métodos foram inventados (inclusive cromatográficos), mas baseados nesses princípios de reação com reagentes quirais)
Quando um reagente opticamente inativo reage com outra substância opticamente inativa (podendo ser uma mistura racêmica) o resultado sempre será opticamente inativo.
Mesmo se houver a criação de um centro quiral no produto, se os reagentes tiverem sido opticamente inativos, o produto quando colocado em um polarímetro não terá atividade óptica.
Isso ocorre porque será produzido moléculas quirais, mas na mesma quantidade de enantiômeros, formando uma mistura racêmica.
Então a regra geral é: Reagentes opticamente inativos geram resultantes opticamente inativos, sempre.
Substâncias opticamente ativas podem ser obtidas inicialmente da natureza.
Os organismos vivos utilizam em sua grande maioria substâncias opticamente ativas e produzem em grande parte das vezes somente um dos enantiômeros do par.
Conseguindo o reagente opticamente ativo, pode-se utilizá-lo para fazer a Resolução de uma mistura racêmica e conseguir assim mais compostos opticamente ativos.
Normalmente os reagentes utilizados são retirados de plantas e são os chamados alcaloides.
Substâncias orgânicas básicas que podem ser isoladas de várias plantas.
São muito usados os alcaloides na Resolução, por ela ser uma reação entre uma base orgânica (no caso o alcaloide) com um ácido orgânico, formando sais.
(é uma reação entre ácido-base.)
Exemplos de alcaloides comuns extraídos de plantas são a cocaína, morfina e a (-)quinina (extraída da casca da cinchona).
A reação entre a base orgânica extraída e isolada de plantas que é opticamente ativa (sendo que a planta só produzirá uma de suas formas enantiômeras).
Então essa base orgânica, por exemplo levógira como a (-)quinina, reagirá com uma mistura racêmica formada por dois enantiômeros ácidos orgânicos (ácidos como haletos de alquila).
Será formado como produto dois tipos de sais diferentes, a base reagirá com os dois ácidos do enantiômero e dois produtos da união da base com o ácido serão formados, mas não serão a imagem um do outro no espelho e nem sobreponíveis.
Isso ocorre porque junta no sal o ácido e a base formando por exemplo:
Base = (-)B
Ácido = (±)A
Primeiro sal: (-)BH+ (-)A-
Segundo sal: (-)BH+ (+)A-
Então o sal não será sobreponível ao outro visto que a metade aniônica que o forma não ser sobreponível um a outro.
Também não será a imagem do outro no espelho pela parte catiônica não ser a imagem uma da outra num espelho (a imagem dela seria (+)BH+).
Sendo assim o sal será um diastereisômero um do outro.
Por técnica de cristalização fracionada pode-se remover totalmente um dos diastereoisômeros conseguindo depois recuperar o enantiômero na sua forma original e como um composto opticamente puro.
Para recuperar do diastereoisomero para a forma enantiômera original é facilmente conseguido pela adição de um ácido mineral mais forte à solução, que irá reagir com a base e liberar o enantiômero (-)A- ou (+)A-, dependendo de qual tiver sido isolado.
Com uma mistura racêmica entre bases a separação ocorrerá da mesma forma, mas com reagente ácido isolado também de um organismo, normalmente de uma planta.
O ácido (-)málico é muito usado para Resoluções.
Mas em mistura de enantiômeros que são álcoois, portanto não apresentam nem basicidade nem acididade suficiente para produzirem uma reação de ácido-base gerando sais, pode-se recorrer a uma adaptação onde anteriormente a resolução, faz-se os enantiômeros reagirem com um composto que adicionará a eles uma "asa" ácida.
Podendo assim reagirem com bases agindo como ácidos.
E ao fim do processo essa parte ácida adicionada a eles pode ser removida retornando a estrutura do enantiômero original.
Como os dois estão em partes iguais e têm as mesmas características físicas do que o outro, essa mistura não possui atividade óptica, pois as moléculas dextrógiras da mistura desviam a luz na mesma proporção que as moléculas levógiras do enantiômero.
(Giram a luz polarizada na mesma proporção, mas para sentidos opostos.)
Também por possuírem as mesmas propriedades físicas esses compostos não podem ser separados por técnicas comuns de separação de misturas como destilação e cristalização fracionada.
Enantiômeros têm:
- Mesmo ponto de fusão.
- Mesmo ponto de ebulição.
- Solubilidade igual nos mesmos solventes.
Então para separá-los (fazer a resolução da mistura) é necessário o uso de uma técnica elaborada primeiramente por Pasteur que utiliza uma reação com reagente opticamente ativo, gerando dois diastereisômeros, que poderão então ser separados por técnicas de cristalização por possuírem propriedades diferentes, principalmente diferença de solubilidade.
(depois de Pasteur ter descoberto a atividade óptica de certas partículas e a existência de enantiômeros, além dessa resolução através da criação de diastereoisômeros que será descrita, outros métodos foram inventados (inclusive cromatográficos), mas baseados nesses princípios de reação com reagentes quirais)
Reação com Reagente Opticamente Inativo
Quando um reagente opticamente inativo reage com outra substância opticamente inativa (podendo ser uma mistura racêmica) o resultado sempre será opticamente inativo.
Mesmo se houver a criação de um centro quiral no produto, se os reagentes tiverem sido opticamente inativos, o produto quando colocado em um polarímetro não terá atividade óptica.
Isso ocorre porque será produzido moléculas quirais, mas na mesma quantidade de enantiômeros, formando uma mistura racêmica.
Então a regra geral é: Reagentes opticamente inativos geram resultantes opticamente inativos, sempre.
Reagente Opticamente Ativo
Substâncias opticamente ativas podem ser obtidas inicialmente da natureza.
Os organismos vivos utilizam em sua grande maioria substâncias opticamente ativas e produzem em grande parte das vezes somente um dos enantiômeros do par.
Conseguindo o reagente opticamente ativo, pode-se utilizá-lo para fazer a Resolução de uma mistura racêmica e conseguir assim mais compostos opticamente ativos.
Normalmente os reagentes utilizados são retirados de plantas e são os chamados alcaloides.
Substâncias orgânicas básicas que podem ser isoladas de várias plantas.
São muito usados os alcaloides na Resolução, por ela ser uma reação entre uma base orgânica (no caso o alcaloide) com um ácido orgânico, formando sais.
(é uma reação entre ácido-base.)
Exemplos de alcaloides comuns extraídos de plantas são a cocaína, morfina e a (-)quinina (extraída da casca da cinchona).
Reação de Resolução da Mistura Racêmica
A reação entre a base orgânica extraída e isolada de plantas que é opticamente ativa (sendo que a planta só produzirá uma de suas formas enantiômeras).
Então essa base orgânica, por exemplo levógira como a (-)quinina, reagirá com uma mistura racêmica formada por dois enantiômeros ácidos orgânicos (ácidos como haletos de alquila).
Será formado como produto dois tipos de sais diferentes, a base reagirá com os dois ácidos do enantiômero e dois produtos da união da base com o ácido serão formados, mas não serão a imagem um do outro no espelho e nem sobreponíveis.
Isso ocorre porque junta no sal o ácido e a base formando por exemplo:
Base = (-)B
Ácido = (±)A
Primeiro sal: (-)BH+ (-)A-
Segundo sal: (-)BH+ (+)A-
Então o sal não será sobreponível ao outro visto que a metade aniônica que o forma não ser sobreponível um a outro.
Também não será a imagem do outro no espelho pela parte catiônica não ser a imagem uma da outra num espelho (a imagem dela seria (+)BH+).
Sendo assim o sal será um diastereisômero um do outro.
Por técnica de cristalização fracionada pode-se remover totalmente um dos diastereoisômeros conseguindo depois recuperar o enantiômero na sua forma original e como um composto opticamente puro.
Para recuperar do diastereoisomero para a forma enantiômera original é facilmente conseguido pela adição de um ácido mineral mais forte à solução, que irá reagir com a base e liberar o enantiômero (-)A- ou (+)A-, dependendo de qual tiver sido isolado.
Mistura Racêmica de Bases ou Álcoois
Com uma mistura racêmica entre bases a separação ocorrerá da mesma forma, mas com reagente ácido isolado também de um organismo, normalmente de uma planta.
O ácido (-)málico é muito usado para Resoluções.
Mas em mistura de enantiômeros que são álcoois, portanto não apresentam nem basicidade nem acididade suficiente para produzirem uma reação de ácido-base gerando sais, pode-se recorrer a uma adaptação onde anteriormente a resolução, faz-se os enantiômeros reagirem com um composto que adicionará a eles uma "asa" ácida.
Podendo assim reagirem com bases agindo como ácidos.
E ao fim do processo essa parte ácida adicionada a eles pode ser removida retornando a estrutura do enantiômero original.
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